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(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 茶與食品科技學(xué)院,安徽合肥 230036)

宣木瓜(ChaenomelesspeciosaS. Nakai),又名皺皮木瓜,鐵腳梨,屬薔薇科貼梗海棠[1 - 2],是我國(guó)著名的四大“藥食同源”植物之一。它在我國(guó)安徽,云南,四川等地均有種植,但以宣城地區(qū)所產(chǎn)品質(zhì)最佳,故名“宣木瓜”[2]。目前,對(duì)宣木瓜的開發(fā)利用主要集中在中藥、藥酒以及果脯方面,宣木瓜中富含氨基酸、黃酮、有機(jī)酸以及鉀、鈣、鎂等微量元素[1],中醫(yī)認(rèn)為其有舒筋活絡(luò)、健脾開胃、舒肝止痛,祛風(fēng)除濕之效[3],所以宣木瓜產(chǎn)品的開發(fā)利用有遠(yuǎn)大的前景。但在加工過(guò)程中宣木瓜極易發(fā)生褐變,嚴(yán)重影響產(chǎn)品的感官品質(zhì),因此研究宣木瓜護(hù)色工藝對(duì)其進(jìn)一步開發(fā)利用具有重要意義。

目前常見的用于食品中的護(hù)色劑有抗氧化劑,利用其較強(qiáng)的還原性抑制褐變發(fā)生,如亞硫酸鹽;有機(jī)酸類如植酸檸檬酸等利用其金屬離子螯合力對(duì)果蔬的褐變也有一定效果;另外EDTA和鹵鹽等也有一定的護(hù)色效果,目前新興研究發(fā)現(xiàn)檸檬酸亞錫二鈉對(duì)抑制褐變也有很好的效果。亞硫酸鹽護(hù)色效果良好,在實(shí)際生產(chǎn)中有廣泛使用,但已證明其對(duì)人體有一定的危害[4 - 5]。所以本文主要探討新型無(wú)害的護(hù)色方案,選取植酸,檸檬酸,VC,檸檬酸亞錫二鈉作為主要研究對(duì)象,并以偏重亞硫酸鈉作為對(duì)比研究。

1 材料與方法

1. 1 材料與儀器

宣木瓜 采自安徽宣城市新田鎮(zhèn)木瓜種植基地,采后經(jīng)挑選分級(jí)后立即放入2 ～ 4℃冷庫(kù)貯藏,要求大小基本一致,八成熟,果實(shí)黃綠色。添加劑 市售蔗糖,檸檬酸亞錫二鈉、植酸、檸檬酸、抗壞血酸、偏亞硫酸鈉等均為分析純。

DK - S24數(shù)顯恒溫水浴鍋 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;LR20 - A臺(tái)式高速冷凍離心機(jī) 北京雷博爾離心機(jī)有限公司;752紫外 - 可見分光光度計(jì) 上海菁華科技儀器有限公司;CR - 400色差儀 柯尼卡美能達(dá)(中國(guó))投資有限公司。

1. 2 實(shí)驗(yàn)方法

1. 2. 1 宣木瓜罐頭工藝流程 參考文獻(xiàn)[6 - 7]:原材料→選果、清洗→去皮→清洗→去核、切丁→護(hù)色→預(yù)煮→修整→抽空→裝罐→注液→排氣→封口→殺菌→成品

1. 2. 2 幾種常見護(hù)色劑對(duì)宣木瓜預(yù)處理護(hù)色效果比較 參照金定棟[4]的方法略作修改:選取大小成熟度一致的宣木瓜,去皮,測(cè)定其多酚氧化酶(PPO)的活力和色澤度,然后將其切成0. 5cm左右厚度的薄片,分別置于如表1中所示不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的偏重亞硫酸鈉、植酸、檸檬酸、VC、檸檬酸亞錫二鈉的護(hù)色液中常溫浸泡15min然后取出瀝干,在2 ～ 4℃的冷庫(kù)中放置24h后測(cè)定其多酚氧化酶(PPO)的活力和褐變度(BD)。

表1 宣木瓜預(yù)處理護(hù)色劑種類及濃度表Table 1 Different kinds and concentrations of anti - browning agents for Chaenomeles speciosa S. Nakai pretreatment

1. 2. 3 宣木瓜預(yù)處理復(fù)合護(hù)色最佳配比 根據(jù)《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的要求,在1. 2. 2單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上以植酸、檸檬酸和VC作為因素選取適當(dāng)濃度配制成復(fù)合護(hù)色液,如表2所示L9(33)進(jìn)行正交護(hù)色預(yù)處理實(shí)驗(yàn)。同時(shí)以去離子水為空白參照CK1,以0. 01%偏亞硫酸鈉護(hù)色液作為對(duì)照組CK2護(hù)色后測(cè)定其多酚氧化酶活性和褐變度[5]。

表2 宣木瓜預(yù)處理護(hù)色液正交設(shè)計(jì)表Table 2 Orthogonal design table of anti - browning agents for Chaenomeles speciosa S. Nakai pretreatment

1. 2. 4 抽空處理單因素實(shí)驗(yàn) 在罐頭加工中,對(duì)果實(shí)進(jìn)行抽真空處理經(jīng)常作為防止產(chǎn)品褐變的一種方法。將1. 2. 2復(fù)合護(hù)色預(yù)處理后的宣木瓜預(yù)煮,將煮好的宣木瓜丁分別用不同濃度(22%、25%、28%、30%)的糖液在0. 08MPa下抽空25min后裝罐,隔30d后測(cè)定其褐變度;將煮好的木瓜丁用25%的糖液分別抽空(15、20、25min)后裝罐,隔30d測(cè)定其褐變度[8]。

1. 2. 5 植酸和檸檬酸亞錫二鈉對(duì)宣木瓜罐頭的護(hù)色效果 宣木瓜經(jīng)抽空處理后進(jìn)行裝罐,在已含有0. 3%檸檬酸的湯汁中分別加入檸檬酸亞錫二鈉和植酸,檸檬酸亞錫二鈉的濃度為:0. 01%,0. 02%,0. 03%;植酸的濃度為0. 01%,0. 02%,同時(shí)以0. 01%偏重亞硫酸鈉和不加護(hù)色劑的作對(duì)比。每隔15d測(cè)定其褐變度,選取最佳的護(hù)色劑[2]。

1. 2. 6 褐變度的測(cè)定 將處理好的宣木瓜片取出,將表面的水分用紙巾吸干,然后用色差儀直接測(cè)量。參數(shù)分別為:L*(亮度),a*(紅 - 綠)和 b*(黃 - 藍(lán)),通過(guò)反射測(cè)量得到。每組樣品重復(fù)測(cè)量五組,然后取E* 平均值為褐變度BD[9]。

ΔE*的計(jì)算公式:

1. 2. 7 多酚氧化酶活性的測(cè)定 粗酶液的提取:取不同條件處理后的宣木瓜果肉,置于研缽中,加入5. 0mL預(yù)冷的提取緩沖液(含1mol/L MPEG、4% PVPP和1% Triton X - 100),在冰浴條件下研磨成勻漿,然后4℃、12000×g離心30min,收集上清液為酶提取液,4℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

活性測(cè)定:取4mL 0. 05mol/L、pH5. 5乙酸—乙酸鈉緩沖液和1. 0mL 0. 05mol/L鄰苯二酚溶液,最后加入100μL 酶提取液,混勻后立即測(cè)定反應(yīng)體系在420nm 處吸光度。以蒸餾水為參照,在反應(yīng)15s時(shí)開始記錄,每隔30s 記錄一次,共記錄2min。酶活性定義為每克果肉1min內(nèi)吸光度(A420)增加0. 001為1個(gè)活性單位(U)[10]。

1. 2. 8 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理采用Excel分析和作圖,正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用SPSS分析軟件。

2 結(jié)果與討論

2. 1 不同護(hù)色劑對(duì)宣木瓜預(yù)處理護(hù)色的效果比較

圖1 不同濃度護(hù)色液的護(hù)色效果Fig. 1 Browning inhibition effect of different concentration of anti - browning agents

由圖1a、圖1b可知,植酸、檸檬酸,VC在控制褐變和抑制多酚氧化酶活力方面都有良好的效果;從曲線趨勢(shì)圖上可看出添加護(hù)色劑后,宣木瓜果實(shí)褐變度和多酚氧化酶的活力抑制效果明顯,但達(dá)到一定濃度時(shí)褐變度變化不大。幾種護(hù)色劑的護(hù)色效果依次是:偏重亞硫酸鈉>植酸>VC>檸檬酸。從質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)看,雖然偏重亞硫酸鈉和植酸的濃度都比較低,效果卻比VC和檸檬酸要好,這與傳統(tǒng)護(hù)色中使用亞硫酸鹽護(hù)色效果好的結(jié)論是一致的,但是越來(lái)越多的研究表明,亞硫酸鹽對(duì)人體的健康存在潛在危害,所以在實(shí)驗(yàn)中嘗試非硫護(hù)色。植酸和檸檬酸的護(hù)色原理可能是能降低產(chǎn)品的pH,并與多價(jià)金屬離子絡(luò)合,抑制PPO酶的活性和多價(jià)金屬對(duì)褐變的催化作用,從而減緩加工果蔬的酶促褐變發(fā)生[4 - 5],所以選用植酸,檸檬酸和VC進(jìn)行正交復(fù)合護(hù)色,水平選擇依據(jù)《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。

2. 2 護(hù)色預(yù)處理正交實(shí)驗(yàn)

從表3可以看出:與2. 1的單一護(hù)色劑護(hù)色相比,復(fù)合護(hù)色劑的效果明顯增強(qiáng),兩者對(duì)比,復(fù)合護(hù)色液處理后的木瓜褐變度明顯減少,這說(shuō)明植酸、VC、檸檬酸之間具有協(xié)同效應(yīng)。根據(jù)表3的分析,可以得出三種護(hù)色劑對(duì)PPO活性和褐變度抑制效果的順序?yàn)?植酸>VC>檸檬酸,這與2. 1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是大體相同的。最佳復(fù)合方案為A3B1C3,即植酸0. 02%,VC0. 01%,檸檬酸0. 4%,對(duì)此組合進(jìn)行3次驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),得到褐變度均值為3. 583。采用復(fù)合護(hù)色劑處理后的木瓜色澤青透,形態(tài)正常,在預(yù)煮前不會(huì)出現(xiàn)明顯的褐變現(xiàn)象[4 - 5]。

表3 宣木瓜預(yù)處理復(fù)合護(hù)色L9(33)結(jié)果Table 3 Result of orthogonal design for Chaenomeles speciosa S. Nakai pretreatment

2. 3 抽空處理的護(hù)色效果

從圖2、圖3可以看出,用糖液抽空的罐頭放置一個(gè)月后的褐變度明顯比未使用糖液抽空的罐頭小,這說(shuō)明在預(yù)煮后使用糖液抽空能夠明顯抑制褐變,糖液抽空可以作為水果罐頭護(hù)色的一種有效方法。抽空處理后的木瓜果實(shí)中的氧氣排出,糖液滲透入果實(shí)內(nèi)部,氧氣含量減少氧化褐變發(fā)生。

圖2 不同濃度糖液抽空對(duì)褐變度影響Fig. 2 Effect of different concentrations of sugar on browning degree of Chaenomeles speciosa S. Nakai

圖3 不同抽空時(shí)間對(duì)褐變度的影響Fig. 3 Effect of different vacuum pumping time on browning degree of Chaenomeles speciosa S. Nakai

抽空時(shí)間達(dá)到20min,抽空糖液濃度達(dá)到25%時(shí)罐頭褐變度最小,隨著抽空時(shí)間的延長(zhǎng),糖液濃度的增加,護(hù)色效果并沒(méi)有得到很明顯的提高。這可能是由于隨著糖液濃度的升高,糖液往果肉中滲透越來(lái)越難,在抽空時(shí)間達(dá)到20min時(shí),糖液滲透基本達(dá)到平衡,果肉組織中氧氣不再排出,從而護(hù)色效果變化不大。通過(guò)分析得出宣木瓜預(yù)煮后在濃度為25%的糖液,0. 08MPa壓力下抽空20min可有效抑制褐變[5,8]。

2. 4 添加植酸和檸檬酸亞錫二鈉護(hù)色糖液的護(hù)色效果的影響

圖4 不同濃度DSC對(duì)褐變度影響Fig. 4 Effect of different concentrations of DSC on browning degree of Chaenomeles speciosa S. Nakai

在含0. 3%檸檬酸的罐頭中加入不同濃度植酸和檸檬酸亞錫二鈉的護(hù)色效果如圖4、圖5所示?？梢钥闯雠c未加護(hù)色劑的空白組相比較,隨著檸檬酸亞錫二鈉和植酸添加濃度的增加,罐頭褐變度有所減小。檸檬酸亞錫二鈉濃度為0. 02%和0. 03%時(shí)的護(hù)色效果差異不明顯,0. 02%植酸護(hù)色效果相對(duì)較好,所以選取0. 02%的檸檬酸亞錫二鈉和0. 02%的植酸進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),以偏重亞硫酸和空白(無(wú)添加)作對(duì)照。結(jié)果顯示(圖6),護(hù)色效果大小分別為:偏重亞硫酸鈉>檸檬酸亞錫二鈉>植酸>空白。由于亞硫酸鹽在食品護(hù)色中存在安全問(wèn)題,在灌裝時(shí)選擇效果相近的檸檬酸亞錫二鈉進(jìn)行護(hù)色。檸檬酸亞錫二鈉做為新型的護(hù)色劑,雖然還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用,但已有研究表明其在果蔬護(hù)色上有很好的效果。檸檬酸亞錫二鈉不僅自身有抗氧化的功能,而且在酸性宣木瓜罐頭中可以協(xié)同檸檬酸逐漸消耗殘余氧氣,起到抗氧防腐作用,因此對(duì)果肉護(hù)色有顯著功效。

圖5 不同濃度植酸對(duì)褐變度的影響Fig. 5 Effect of different concentrations of phytic acid on browning degree of Chaenomeles speciosa S. Nakai

圖6 幾種不同護(hù)色劑對(duì)褐變度的影響Fig. 6 Browning inhibition effect of different anti - browning agents

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,植酸、檸檬酸以及VC等常見護(hù)色劑在宣木瓜罐頭的生產(chǎn)中有很好的效果,利用這幾種護(hù)色劑正交復(fù)配成新的復(fù)合護(hù)色劑抑制宣木瓜酶促褐變的效果更顯著;果實(shí)預(yù)煮后,進(jìn)行抽空處理不僅可以改變果實(shí)形態(tài),而且可以排除果實(shí)中氧氣,有效防止氧化褐變;罐頭裝罐時(shí),添加適量的抗氧化劑的護(hù)色效果要遠(yuǎn)比不加抗氧化劑的效果好。

綜上所述,宣木瓜罐頭加工過(guò)程中的護(hù)色工藝為:將整理好的木瓜丁在復(fù)合護(hù)色液(0. 02%植酸,0. 01%VC,0. 4%檸檬酸)中浸泡預(yù)處理15min后預(yù)煮,預(yù)煮后使用濃度為25%的糖液,0. 08MPa壓力下抽空20min;裝罐時(shí)加入0. 02%的檸檬酸亞錫二鈉。經(jīng)對(duì)比驗(yàn)證,這一工藝可有效抑制宣木瓜罐頭褐變。

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